Éthologie / comportement / biologie animale
- Autre recherche fondamentale
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COGALIM: Effet d’une modification du régime alimentaire sur le microbiote intestinal et les capacités cognitives chez un primate omnivore
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
126 microcèbes, primates, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, 42 d'entre eux tués sous anesthésie pour prélever leur cerveau et 84 gardés vivants puis remis dans la population captive. Pendant cinq mois, leur régime alimentaire est modifié et ils subissent des prélèvements sanguins réguliers, des mesures métaboliques et des tests cognitifs. Le projet teste une hypothèse évolutive reliant alimentation, microbiote intestinal et taille du cerveau humain. Le porteur affirme que le microbiote est "difficilement reproductible in vitro" et justifie le recours à un primate omnivore.
Objectifs
Le projet COGALIM vise à valider l'hypothèse selon laquelle un changement dans la composition du régime alimentaire modifie le budget énergétique d'un primate omnivore, notamment par le biais de modifications du microbiote intestinal, et que cela pourrait entrainer un compromis énergétique affectant les fonctions cérébrales et les capacités cognitives. En effet, les primates omnivores sont contraints d’adapter leur régime alimentaire en fonction des ressources saisonnières disponibles et de leurs besoins intrinsèques. Ceci peut impacter le budget énergétique, notamment en modifiant le coût de la digestion. Cette dernière fonction est d’ailleurs au cœur d’une théorie évolutive expliquant l’augmentation de la taille du cerveau chez l’Homme, notamment par l'adaptation à un régime omnivore avec des aliments denses en énergie, peu fibreux et cuits. Des premiers travaux chez un primate omnivore ont montré que ni la taille du repas, ni sa composition n’avaient d’influence significative à très court-terme (3 jours) sur le coût de la digestion. Néanmoins, si des mesures sont toujours en cours, des analyses complémentaires sont nécessaires pour évaluer l'impact physiologique de modifications du régime alimentaire (Objectif 1) ainsi que pour évaluer la digestibilité apparente des différents régimes testés (Objectif 2) et leur impact sur la flore microbienne (Objectif 3). En plus de suivre le degré d'adaptabilité du microbiote intestinal, nous chercherons à évaluer l’impact d’une modification importante du régime alimentaire sur les processus centraux de la régulation du métabolisme et des capacités cognitives (Objectif 4).
Bénéfices attendus
Nos résultats permettront d’évaluer la flexibilité énergétique d’un primate omnivore face aux variations de son régime alimentaire et de mieux formaliser les relations entre alimentation, métabolisme et fonction cérébrale. Les résultats de ce projet permettront également d'étayer les hypothèses sur l'origine de l'évolution de la taille du cerveau chez les homininés, et éventuellement de confirmer ou non un rôle d'une modification du mode d'alimentatation.
Procédures
Une partie des animaux (N=6) sera soumise à une modification du régime alimentaire pour 3 jours seulement; l'autre partie (N=120) sera exposée à ces différents régimes pour 5 mois et sera exposée à des prélèvements sanguins réguliers (toutes les 2 semaines), des mesures de leur taux métaboliques, de leur composition corporelle et de leurs capacités cognitives.
Impact sur les animaux
Les possibles effets indésirables attendus résident surtout dans la durée d'exposition aux différents régimes alimentaires testés, et potentiellement sur la répétition des prélèvements sanguins. Néanmoins, nous avons basé nos compositions de régimes alimentaires sur des études déjà réalisées sur le long-terme (5-6 mois), et chez des modèles primates. Le suivi des paramètres sanguins (glycémie et acides gras circulants) ainsi que des indices comportementaux au quotidien (signes de prostration, absence d’alimentation, symptômes apparents de gêne ou de douleur, agressivité, sur-léchage, etc) permettront de s'assurer du maintien du bien-être des animaux. A cet égard, le microcèbe se caractérise par une très grande flexibilité métabolique; nous faisons l'hypothèse que les changements de régime alimentaire ne devraient pas affecter sur le long-terme l'état de santé des animaux. Par ailleurs, dans le cas où la fréquence des prélèvements sanguins serait trop importante et entrainerait des troubles comportementaux, nous pourrons la diminuer à une fois par mois; néanmoins, nous précisons que les volumes et fréquences prévues sont très en deça des recommandations.
Devenir
A l'issue de l'unique procédure de ce projet qui sera appliquée sur une durée de 5 mois, 84 animaux seront maintenus en vie et retourneront dans la population captive et pourront éventuellement être réutilisés pour d'autres projets en fonction de la compatibilité des procédures. Les 42 autres animaux seront seront euthanasiés dans le but de réaliser des prélèvements de tissus fixés, en particulier pour évaluer par marquage immunohistochimique les effets des régimes alimentaires sur certains processus cérébraux (formation de nouvelles cellules nerveuses par exemple).
Remplacement
Il n'est pas possible de remplacer l'utilisation des animaux par des méthodes alternatives compte-tenu de la nature des processus explorés. En effet, l'adaptation du mircobiote à un changement de régime alimentaire est un processus difficilement reproductible in vitro. Par ailleurs, l'étude de l'impact d'éventuels changements du microbiote intestinal sur les fonctions cérébrales et les capacités cognitives ne peut malheureusement pas être réalisée à l'aide de méthodes alternatives. Enfin, le recours à une espèce primate omnivore se justifie par l'objectif de tester l'hypothèse de l'effet d'une modification du régime alimentaire sur la fonction cognitive, et éventuellement de son rôle dans l'évolution de la taillle du cerveau humain.
Réduction
Afin de répondre à l’exigence de réduction du nombre d’animaux mais assurer tout de même un pouvoir statistique suffisant pour les effets attendus (notamment compte-tenu de la variabilité interindividuelle des capacités cognitives), la majorité des mesures sera réalisée sur 10 animaux adultes par sexe et par groupe expérimental, sauf pour les groupes CTL et régimes gras (3 mâles de plus dans chaque groupe). Néanmoins, le nombre d'animaux sacrifiés en fin de projet (afin de réaliser des analyses immunohistochimiques du cerveau) a été réduit à 3 par condition expérimentale (N=42 au total), ce qui permettra tout de même de déceler des effets entre les groupes expérimentaux, notamment pour les processus comme la neurogenèse.
Raffinement
Le but de cette étude étant de caractériser l'impact du régime alimentaire sur la fonction de digestion et les capacités cognitives, une grande attention sera portée au maintien des conditions optimales pour le bien-être des animaux en essayant d’être le moins intrusif possible et donc d'oberver les animaux dans les conditons les plus physiologiquers possibles. Dans cette optique, les animaux seront maintenus en groupe (et non isolés comme il est souvent le cas dans les protocoles de suivi du régime alimentaire) et dans leurs pièces d'animalerie respectives pour réduire le stress. Les animaux bénéficieront donc d'un environnement familier et enrichi selon les pratiques habituelles de l'animalerie. L'ensemble des gestes appliqués dans le cadre de ce projet a été raffiné au cours des dernières années afin de limiter le stress et le mal-être des animaux, en étant notamment pratiquées par des opérateurs expérimentés. Tous les animaux seront surveillés quotidiennement afin de s’assurer du bien-être des animaux utilisés. Pour cela, des indicateurs comme le poids de l’animal, la prostration, l’absence d’alimentation, des symptômes apparents de gêne ou de douleur (irritations, etc) ou enfin des troubles du comportement (agressivité, sur-léchage, etc) sont particulièrement suivis. En particulier, chez cette espèce saisonnière, les variations de poids peuvent aller jusqu’à 10% en une semaine. Une perte de poids sera considérée comme pathologique à partir du moment où ce seuil sera dépassé. Dans ce cas, en accord avec la SBEA, l'animal est retiré de l'expérience et on s'assure qu'il récupère correctement (reprise de poids); si tel n'est pas le cas, on procède à l'euthanasie après concertation avec le vétérinaire référent.
Choix des espèces
Outre sa proximité phylogénétique avec l’Homme, l'espèce utilisée dans ce projet est un modèle particulièrement adapté pour l’étude des mécanismes impliqués dans la gestion énergétique et les capacités cognitives. En effet, cette espèce est capable d'ajuster son métabolisme en fonction de la disponibilité alimentaire, comme c'est le cas dans son milieu naturel (variation en qualité et quantiité du régime alimentaire au cours de l'année). Par ailleurs, de nombreux dispositifs expérimentaux (comparables à ceux utilisés chez les rongeurs) ont été adaptés à cette espèce afin d'en évaluer les capacités cognitifives. Cette espèce étant un primate omnivore, les résultats de ce projet pourraient donc permettre d'améliorer notre compréhension des processus qui pourraient expliquer le rôle de la digestion dans l'expansion de la taille du cerveau au cours de l'évolution humaine.
Robustesse des poissons: une composante clé de la vulnérabilité de leurs populations et de la durabilité en aquaculture
- Conservation des espèces
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
6 000 bars vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Ils subissent des biométries sous anesthésie, des jeûnes, des tests d'effort en tunnel de nage et une exposition volontaire à des canicules et à des épisodes d'hypoxie pendant quatorze jours, une partie subissant des prélèvements de sang et des biopsies de branchies. Les poissons sont ensuite tués pour peser leurs organes, l'analyse génétique de l'héritabilité exigeant selon le porteur un grand nombre d'individus. Le projet vise la sélection génomique de souches robustes pour l'aquaculture, et le porteur affirme qu'il n'est "pas possible de remplacer l'espèce".
Objectifs
Ce projet étudiera la robustesse individuelle des poissons en tant que déterminant de la vulnérabilité des populations et de la durabilité de l’aquaculture face aux changements climatiques en cours. La robustesse est mesurée comme la capacité d’un animal à grandir et à se reproduire dans les conditions environnementales de son habitat, ainsi que sa capacité à résister à des événements climatiques extrêmes. Ce projet est une étude de cas sur la robustesse d’une espèce de poisson importante pour la pêche et l’aquaculture, le bar européen Dicentrarchus labrax. L’espèce compte trois populations génétiquement distinctes, dans l’Atlantique, la Méditerranée occidentale et la Méditerranée orientale. La robustesse des individus issus de chaque population sera caractérisée pendant l’élevage sur plusieurs années sous trois régimes thermiques saisonniers qui reflètent les aires de répartition des trois populations. La robustesse sera évaluée en termes de croissance et des performances comportementales et physiologiques, saisies à des températures différentes pendant l’élevage. La résilience des individus et des populations face aux événements climatiques extrêmes estivaux, vague de chaleur et épisode d’hypoxie, sera aussi évaluée.
Bénéfices attendus
Les données seront intégrées avec des données de génomique pour révéler la composante héritable de la robustesse. L’ensemble de ces données seront ensuite utilisées pour développer des modèles pour prédire le destin des populations du bar Européen dans des climats futurs, pour mieux préserver les stocks de poissons. Les résultats soutiendront l'aquaculture durable, en permettant la mise en place de programmes de sélection de populations robustes.
Procédures
La totalité des n = 6000 poissons seront soumis à des biométries sous anesthésie et des intervalles de jeune alimentaire. Parmi ces 6000, n = 2756 vont aussi subir d’autres procédures. Un nombre de 774 individus vont subir des analyses de performance comportementale de sévérité légère ; n = 288 seront placés en groupes de 8 dans des aquariums pour 4 jours, n = 486 seront placés en groupes de 6 dans des aquariums pour quelques heures. Un nombre de 432 poissons seront testés pour leur performance physiologique, un protocole de sévérité modérée car il implique être confiné individuellement pour quelques heures dans un tunnel de nage, pour subir un test d’effort. Un nombre de 1550 individus seront placés dans des bassins en groupes de 45 individus pour plusieurs semaines, pour être exposés à des stress environnementaux (canicule ou hypoxie) sur une duree de 14 jours (ou servir de témoins). Basée sur les connaissances de la physiologie de l’espèce le protocole est de sévérité modérée, car les conditions sont calculées pour engendrer des réponses de stress sublétales en restant bien éloigné de tout risque pour la survie des animaux. Finalement, parmi les n = 1550 individus soumis à ces stress, n = 432 vont subir un échantillonnage de leur sang et une biopsie de leurs branchies, sous anesthésie. Un protocole non-létal mis a point sur les poissons et de sévérité modérée.
Impact sur les animaux
Les nuisances et les effets indésirables devraient être limités, toutes les procédures sont d'une sévérité légère ou modérée et sont maîtrisées sur cette espèce. Les conditions d'élevage en captivité, et d'experimentation comportementale et physiologique, ont été optimisées pour cette espèce. La perte d'accès à la nourriture, pendant les phases de jeûne, représente une nuisance mineure et transitoire, les poissons prédateurs sont adaptés à des alternances de festins et de famines. Les tests de performance impliquent un confinement mais sont de courte durée. Les expositions aux stress environnementaux représentent des nuisances transitoires d’une sévérité modérée, cette espèce étant souvent exposée à de telles conditions estivales dans leur environnement naturel (lagunes et estuaires). Le protocole d’échantillonnage du sang, et biopsie des branchies, a été mis à point pour les poissons et ne devrait pas représenter une nuisance majeure.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de leur procédure, pour pouvoir évaluer la taille de leurs organes. Pour les évaluations de la robustesse individuelle des poissons, l’approche génomique et l’analyse génétique de l’héritabilité et des corrélations génétiques nécessitent de travailler sur un nombre relativement important d’individus pour des questions de méthodologie statistique appliquée à ces disciplines.
Remplacement
Il n'est pas possible de remplacer l’espèce Dicentrarchus labrax pour ces recherches qui impliquent la mesure de la robustesse in-vivo des individus d’une espèce de poisson d’importance pour la pêche et la pisciculture.
Réduction
Pour les évaluations de la robustesse individuelle des poissons, l’approche génomique et l’analyse génétique de l’héritabilité et des corrélations génétiques nécessitent de travailler sur un nombre relativement important d’individus pour des questions de méthodologie statistique appliquée à ces disciplines. Typiquement, un nombre de 500 à 1000 poissons par population et par condition environnementale est recommandé pour avoir une précision suffisante des estimations d’héritabilité et de corrélations génétiques. Dans ce cas, il y a 3 populations et 3 conditions, soit un nombre recommandé compris entre 4500 et 9000, d’où le choix de 6000 poissons. Pour les évaluations de la robustesse des populations, en termes des performances comportementales et physiologiques, et de la résilience des populations face aux événements extrêmes, le nombre d’individus est le minimum nécessaire pour pouvoir établir des moyennes populationnelles des traits, et faire des comparaisons statistiquements valides de ces moyennes entre populations et régimes thermiques.
Raffinement
Tout sera mis en place dans le cadre des procédures pour limiter la souffrance et le stress des animaux. L’objectif majeur des protocoles est de limiter au maximum les nuisances ou effets indésirables pendant les procédures, pour obtenir des mesures valides et fiables de la robustesse des individus qui ne soient pas influencées par un état préalable de souffrance, stress ou agitation. Pendant le marquage et les biométries lors des mesures de croissance et de tolérance au jeûne, une procédure d'anesthésie sera appliqué qui est optimisée pour cette espèce. En dehors des mesures biométriques, les poissons seront conservés à des densités optimales, dans des bassins isolés des perturbations. De manière générale, l'alimentation sera conduite ‘ad-libitum’. Les phases de jeûne, avec une durée de 3 semaines, amènent à une perte de masse des poissons mais des expériences précédentes indiquent qu’ils ne posent aucun risque pour leur santé. Les acquisitions comportementales seront faites par vidéo dans des dispositifs utilisés au préalable chez cette espèce et en minimisant les perturbations. Les procédures en tunnel de nage sont bien établies chez les poissons. Pour limiter au maximum la souffrance et le stress des poissons pendant les manipulations, ils sont capturés et transférés dans les tunnels de nage sans exposition à l’air, puis une période de récupération et d'acclimatation d’une durée minimale de 4h est réalisée. Les poissons sont à l’abri de nuisances visuelles et sonores pendant la récupération et les expériences. Les expositions aux événements extrêmes (vague de chaleur ou hypoxie) auront lieu dans une salle dédiée et avec des effectifs d’animaux réduits, dans des bassins isolés des perturbations. Basée sur les connaissances de la physiologie de cette espèce, la gravité des événements extrêmes est calculée pour engendrer des réponses de stress sous-létales en restant bien éloigné de tout risque pour la survie des animaux. Le protocole d’échantillonnage du sang et biopsie des branchies, sous anesthésie, a été mis à point pour cette espèce.
Choix des espèces
Dicentrarchus labrax (bar en Atlantique, loup en Méditerranée) est une espèce de poisson marin côtier, importante pour la pêche et la pisciculture. Comprendre sa variation intraspécifique de robustesse, et les bases génomiques de cette variation, permettra de mieux prédire la capacité de l'espèce à persister face aux changements globaux en cours. Cette compréhension permettra aussi de mettre en place des programmes de sélection génomique de souches tolérantes pour la mariculture en cage dans les zones côtières. Les animaux seront étudiés d'un stade juvénile jusqu’à la maturation sexuelle. Un objectif principal du projet est d'étudier la robustesse de chaque individu, mesurée comme la capacité à grandir dans leurs conditions environnementales actuelles.
IRM fonctionnelle du cortex auditif ovins
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
34 moutons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis réutilisés et remis dans leur troupeau. Ils subissent jusqu'à quatre séances d'IRM sous anesthésie de deux heures et demie, et cinq agneaux sont castrés pour maintenir un groupe social mixte. Le projet cartographie le cortex auditif ovin et développe des techniques de neuro-imagerie présentées comme utiles au "bien-être" des animaux non-humains d'élevage. Le porteur mobilise un argument de consommation, citant un Eurobaromètre sur le prix que les Européens accepteraient de payer, et affirme que l'étude ne peut être menée que sur l'animal vivant.
Objectifs
Les objectifs généraux de ce projet sont : 1) Fournir des connaissances fonctionnelles et structurelles fondamentales sur le système sensoriel auditif du cerveau du mouton et en particulier sur son réseau de traitement de l'information sociale. 2) Initier l'utilisation de l'IRM fonctionnelle pour étudier les capacités perceptives et cognitives d’animaux de ferme. De plus, l'objectif du premier avenant (accepté) était d'inclure un groupe supplémentaire d'ovins afin de pouvoir les entraîner dès leur plus jeune âge à rester immobiles dans l’IRM afin de permettre la réalisation de courtes séances IRM à l’état éveillé sans la contrainte de l’anesthésie. D’autre part, nous nous demandons quels sont les effets de l’anesthésie au niveau de l’activité cérébrale. Pour cela, nous envisageons de réaliser des sessions IRM sous anesthésie avec les animaux de ce groupe supplémentaire, tout en appliquant la même procédure que celle qui fait l’objet de la saisine originale.
Bénéfices attendus
Cette étude va contribuer à l'enrichissement des connaissances scientifiques en ce qui concerne les capacités perceptuelles et cognitives des ovins ainsi que les mécanismes neuronaux sous-jacents. En effet, ce projet permettra le développement de techniques de neuroimagerie cognitive afin d'explorer l'état mental de ces animaux, ce qui permettra à long terme d'obtenir une image claire des besoins nécessaires au bien-être d'une espèce ou même d'un individu. En plus d'étudier le cerveau du mouton afin de comprendre les besoins nécessaires à son bien-être, ce modèle animal est également un modèle important du cerveau humain. Les données qui seront obtenues au cours de ce projet en ce qui concerne le système auditif du mouton pourront également être utiles pour les recherches sur les pathologies qui impliquent des modifications de la perception auditive. De plus, l'IRM est une technique de neuroimagerie non invasive et la plus adaptée pour étudier l’organisation anatomique et fonctionnelle des connexions cérébrales; cette méthode ne nécessitant pas l'euthanasie de l'animal contrairement à d'autres techniques plus invasives. Enfin, l’intérêt de cet avenant est d’intégrer des agneaux à l’étude et de les entraîner dès leur plus jeune âge à rester immobiles dans l’IRM afin de permettre la réalisation de courtes séances IRM à l’état éveillé sans la contrainte de l’anesthésie. Cela aura ainsi pour but de minimiser le stress des individus lié à la procédure d’anesthésie ainsi qu’au dispositif IRM et à la présence humaine. En effet, l'entraînement, qui est basé sur un renforcement positif (= récompense), permettra une optimisation de la relation de l’animal avec le soigneur ainsi qu’une habituation au matériel nécessaire pour réaliser les séances IRM. Ainsi, dans le cadre de ce projet, le développement de protocoles dans différentes conditions (anesthésié, éveillé) permettra de réaliser des neurosciences cognitives chez l’ovin.
Procédures
IRM sous anesthésie (4 sessions max, d'une durée de 2,5h chacune) Castration des 5 agneaux du groupe entraînement (durée entre 20 et 45 min par individu : variable selon le temps de réveil)
Impact sur les animaux
Des effets indésirables peuvent apparaître notamment lors de la procédure de l’anesthésie. On peut ainsi retrouver des modifications de la fréquence cardiaque et respiratoire en lien avec cette technique. L’animal peut également avoir des difficultés à se réveiller à la suite de l’anesthésie et présenter des vomissements. Il se pourrait que l’animal soit allergique à l’anesthésie. On peut également retrouver un stress lié au transport des animaux et / ou à leur capture. Les mâles pourront également présenter des signes cliniques (perte d'appétit, décubitus prolongé) à la suite de la castration. Pour limiter ces signes cliniques, un analgésique (butorphanol) leur sera administré.
Devenir
Les animaux retournent dans leur troupeau à l'UEPAO.
Remplacement
Ce projet vise à étudier les capacités de perception auditive des moutons et à développer les techniques de neurosciences cognitives capables d'étudier cet aspect et d'autres de la vie mentale des animaux. La recherche sur la vie mentale des animaux nécessite l'inclusion de l'animal dans l'expérience. Cette étude ne peut être conduite sur un autre modèle. Elle ne peut être menée que sur l’animal vivant et aucune méthode de remplacement comme une étude in vitro n’est envisageable.
Réduction
Le total de 24 individus prévus dans ce projet est le meilleur compromis entre la capacité à tester de manière fiable notre hypothèse et la minimisation du nombre d'animaux de recherche utilisés. Le choix d'utiliser l'IRMf réduit également le nombre d'animaux requis car chaque animal peut participer à plusieurs séances expérimentales (maximum 4) et sera maintenu en vie après cette étude. De plus, l'objet de cet avenant est d'inclure 10 agneaux de race Ile-de-France dans ce projet. Le choix de ces 10 animaux est un nombre nécessaire pour constituer un groupe social. Cela nous permettra ainsi d’étudier le comportement et la personnalité de chacun des individus du groupe lors de l'entraînement, et de sélectionner les ovins les plus réceptifs à ce protocole afin de pouvoir réaliser des séances IRM à l’état éveillé.
Raffinement
L’IRM est la méthode la moins invasive et la plus adaptée pour étudier l’organisation anatomique et fonctionnelle des connexions cérébrales. L'utilisation de l'IRM est un raffinement par rapport aux techniques alternatives de neurosciences plus invasives qui nécessitent l'euthanasie de l'animal. A la suite de cette étude, les animaux seront gardés en vie et seront remis dans leur troupeau. Toutes les mesures seront prises pour promouvoir le bien-être des animaux. En particulier, les moutons sont des animaux grégaires, et sont stressés lorsqu’ils sont isolés de leurs congénères. C’est pourquoi, les individus seront en permanence en compagnie d’au moins deux autres membres de leur groupe social. Cet avenant représente un raffinement supplémentaire puisqu'un protocole d’entrainement est mis en place afin d'éviter l’anesthésie des animaux lors des sessions IRM, ce qui implique l’absence des effets indésirables liés à cette technique. De plus, la castration permet de garder un groupe social mixte stable. En effet, nous avons déjà commencé le protocole d'entraînement, et des affinités entre les individus se sont créées. Cet acte chirurgical évitera ainsi la séparation des mâles et des femelles dès la puberté.
Choix des espèces
Les Européens se soucient du bien-être animal et lui accordent une importance toujours plus grande dans leurs choix de consommation - 59% sont prêts à payer un prix plus élevé pour les produits issus de systèmes de production respectueux du bien-être (Eurobaromètre 442). Il y a près de 100 millions de moutons d'élevage rien qu'en Europe. Ce projet fournira des informations sur leurs capacités cognitives et développera des techniques pour nous aider à comprendre leurs besoins en matière de bien-être, ainsi que ceux d'autres animaux d'élevage. Comme ce travail ne vise pas à mettre en évidence le développement du système auditif du mouton, les 24 individus seront tous d'âge adulte (1 à 3 ans). Cela minimise la variabilité possible de la structure et de la fonction cérébrale liée au développement et / ou au processus naturel de vieillissement. L'objet de cet avenant est d'inclure 10 ovins (5 agneaux + 5 agnelles) de race Ile-de-France qui seront âgés d'au moins 4 semaines lors de leur première session IRM sous anesthésie afin de pouvoir comparer l'activité cérébrale avec et sans anesthésie.
Réponses physiologiques et comportementales de la sardine face à une baisse en oméga-3 dans l’alimentation et une hausse de température des océans chez la sardine Sardina pilchardus.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Pêchées en mer, puis maintenues dans des conditions qui simulent une baisse des oméga-3 dans leur nourriture et une eau plus chaude, 360 sardines subissent chacune douze biométries et deux biopsies musculaires sous anesthésie, chaque acte étant précédé de 24 heures de jeûne. Après une mesure de leur respiration en bassin, 180 d'entre elles passent 24 heures dans un bassin test où un stimulus qui imite un prédateur déclenche leur fuite, puis subissent une prise de sang, et les 360 poissons sont déclarés à un niveau de souffrance sévère, que le porteur attribue au cumul des actes. Ces 180 sardines sont tuées pour prélever leur foie, leurs muscles, leur cerveau, leurs yeux et leurs otolithes, dans un projet qui veut prévoir l'effet du changement climatique sur la croissance et la qualité des stocks. Les 180 autres sont gardées en vie dans un bassin commun pour observer une éventuelle ponte, et le RNT ne dit pas ce qu'elles deviennent ensuite.
Objectifs
L'étude vise à comprendre comment les fonctions physiologiques et comportementales d’une espèce de petit poisson pélagique, la sardine Sardina pilchardus, s’ajustent face aux conditions environnementales. En particulier, l’objectif est d’étudier comment sont impactées les performances physiologiques de cette espèce de fort intérêt écologique et halieutique en termes de croissance, taux métaboliques, et comportement anti-prédateur, face à un scénario futur couplant une baisse en oméga-3 dans l’alimentation et une hausse de température des océans.
Bénéfices attendus
Les données physiologiques et comportementales obtenues permettront de mieux comprendre les réponses physiologiques et comportementales de la sardine, espèce dont la physiologie est mal connue, dans un contexte de changement climatique. Aussi, les données obtenues au niveau de l’individu seront utilisées par la suite dans notre projet pour modéliser les réponses au niveau de la population. Ceci permettra à terme de mieux comprendre la répartition des stocks, mais aussi la qualité des stocks en termes d’oméga 3, dans un contexte de changement climatique.
Procédures
- Tout au long du conditionnement, nous suivrons le taux de croissance individuel à travers des biométries bimensuelles. Chaque poisson (n=360) subira donc 12 biométries d’environ 2 minutes chacune. - Tout au long du conditionnement, nous suivrons également la composition en acides gras individuellement sur les 360 individus par (1) une première biopsie réalisée au T0 du conditionnement sur le flanc gauche, au-dessus de la ligne latérale, (2) une seconde biopsie musculaire réalisée 2 mois après le début du conditionnement, cette fois sur le flanc droit, au-dessus de la ligne latérale. Chaque poisson (n=360) subira donc 2 biopsies, qui dure chacune environ 5 minutes. - Entre 4 et 6 mois après le début du conditionnement, les performances physiologiques et comportementales des individus seront évaluées: • A l’issue de 4 mois de conditionnement, les taux métaboliques des 360 individus, c’est à dire la quantité d’oxygène consommée par unité de poids et de temps, seront mesurés par respirométrie 4 fois par bassin, sur 24h (durée totale estimée pour tester les 12 bassins : environ 2 semaines). • A l’issue de 5 mois de conditionnement, les performances de fuite seront mesurées sur 180 individus, à raison de 5 individus à la fois, par analyse vidéo sur 24h, (durée totale estimée pour tester les 180 individus : environ 1 mois). La réponse de fuite mesurée en tant que telle ne dure que quelques secondes, mais les animaux seront gardés 24h en tout dans le bassin test. • Un prélèvement sanguin, durant environ 3 minutes, sera effectué à la suite des mesures de réponses de fuite, c’est-à-dire environ 6 mois après le début du conditionnement, sur ces mêmes 180 individus. - Des mises à jeun de 24h seront effectuées avant chaque biométrie, biopsie, mesure de respirométrie et mesure de réponse de fuite
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus concernent : (1) la biométrie qui nécessite une anesthésie puis une contention des animaux, et qui peut alors générer un stress léger durant environ 3 minutes par poisson, (2) les biopsies qui nécessitent une anesthésie, une contention, et une cicatrisation, et qui peuvent alors générer une douleur et un stress modéré pendant environ 5 minutes, (3) la respirométrie (mesure des taux métaboliques) peut générer un stress léger si le niveau d’oxygénation du bac descend en dessous du seuil de 75% d’oxygène, considéré comme la limite de la normoxie. Ce stress n’excèdera pas 15 minutes, qui est la durée durant laquelle la pompe permettant le renouvellement d’eau reste fermée pour permettre la mesure de consommation en oxygène des individus, (4) la réponse de fuite peut générer un stress modéré durant environ 5 minutes, lié au fait que nous stimulons les individus avec un stimulus expérimental mimant un prédateur, et cherchons à générer une réponse de fuite, (5) le prélèvement sanguin lié à l’anesthésie et à la contention peut générer un stress modéré et une douleur pendant environ 3 minutes, (6) le cumul des actes sur un même individu peut générer un stress sévère d’une dizaine de minutes, notamment du fait que les prises de sang seront effectuées juste après la mesure de réponse de fuite.
Devenir
A l’issue de la procédure, 180 animaux ayant subi le test de de fuite seront mis à mort pour prélever leurs différents tissus nécessaires à l'analyse des acides gras, à la mesure de l'expression de gènes (foie, muscle, cerveaux, yeux), ainsi qu'à la détermination de l’âge (otolithes). Les 180 autres seront gardés en vie et replacés dans un bassin commun pour voir si une ponte naturelle a lieu, puisque la période correspondra à une période de ponte en milieu naturel, et que des pontes spontanées ont déjà été obervées dans d'autres laboratoires à cette période.
Remplacement
Cette étude vise à caractériser les réponses physiologiques et comportementales de la sardine (croissance, synthèse des acides gras, taux métaboliques, évitement des prédateurs) face aux changements environnementaux. Dans le cadre d’une étude destinée à caractériser le résultat d’interactions complexes entre différents tissus et fonctions, il n’est pas possible de faire appel à des méthodes de remplacement. En effet, les processus étudiés s’appliquent à l’organisme vivant, dans son intégrité et toute sa complexité.
Réduction
Le nombre de poissons a été réduit au minimum et défini au seuil de la pertinence scientifique et statistique, compte-tenu de l’étendue de la variabilité interindividuelle des processus étudiés dans cette étude. L’estimation a été faite à partir de données de variabilités (notamment de croissance, de données d’expression de gènes, et de mesures d’acides gras) obtenues dans des expériences préalables sur d’autres espèces moins grégaires (prise en compte de la puissance des tests statistiques). Pour permettre d’utiliser un minimum d’animaux, les mêmes individus seront utilisés pour les mesures de respirométrie et de réponses de fuite. Pour tester l’effet du conditionnement sur les variables étudiées, nous utiliserons des tests de comparaison de moyennes du type ANOVA à un facteur et ANOVA à mesures répétées.
Raffinement
Les mesures de raffinement tiennent compte des contraintes zootechniques et notamment de la densité minimale d’animaux requise pour permettre aux animaux d’exprimer les meilleurs répertoires physiologiques et comportementaux possibles. Lors des marquages, des biométries, des biopsies, et prises de sang, les poissons à jeun seront sédatés légèrement par injection directement dans leur bac d’origine d'un anesthésiant pour limiter leur stress et faciliter la pêche. Ils seront ensuite délicatement pêchés à l’aide d’un bécher opaque, pour limiter la manipulation des animaux et la perte des écailles (les sardines étant particulièrement sensibles aux manipulations), puis transvasés dans un seau d'anesthésiant. Ce bain d’anesthésiant contiendra également une solution à base d’aloé vera qui permet de former une petite pellicule sur la peau des poissons limitant ainsi la perte des écailles et les lésions dues à la manipulation. Afin de favoriser une récupération rapide de la biopsie, une incision superficielle de 5 mm de la peau au-dessus de la ligne latérale après asepsie permettra au punch à biopsie d’atteindre le muscle sans enlever de peau. A la suite de la biopsie, un antiseptique puis une goutte de colle chirurgicale recommandée par notre vétérinaire référent seront appliquées sur la zone incisée. Pour la mesure des taux métaboliques par respirométrie, l’ensemble du montage expérimental sera placé derrière un rideau, et le système mis en place directement dans les bassins permettra d’éviter aux individus le stress d’un transport, et de ressentir les modifications de changements cycliques du régime d’écoulement. Le niveau d’oxygénation du bassin sera contrôlé en permanence et ne descendra pas en dessous de 75% de saturation en oxygène, considéré comme la limite de la normoxie. Les animaux seront en surveillance permanente. Ils seront retirés de la procédure dès que le point limite sera atteint (les points limites sont décrits dans l’item prévu à cet effet). Pour le test de fuite, qui génère un stress qui est très souvent rencontré en milieu naturel, chaque individu ne sera testé qu'une seule fois. Le poisson sera complètement isolé de l’environnement extérieur, et son comportement sera observé en permanence par vidéo.
Choix des espèces
Le projet se focalise sur la sardine (Sardina pilchardus), petit poisson pélagique d'intérêt écologique et économique. L'étude vise à comprendre comment les fonctions physiologiques et comportementales de cette espèce de petit pélagique s’ajustent face aux conditions environnementales. Il est donc indispensable d'expérimenter sur cette espèce. Stade adulte de première année (20 g et 14 cm environ). Il s’agit du stade qui permet le meilleur taux de survie après la pêche en milieu naturel. Grâce à leurs sonars, les pêcheurs sont capables, avant même de jeter le filet à l’eau d’avoir une idée de la taille des individus du banc et donc de savoir s’ils correspondent à ceux que l’on cherche. Aussi, la période de juin nous assure de trouver des individus d’un an environ. L’âge exact des individus ne pourra toutefois être confirmé qu’après sacrifice et prélèvement des otolithes, à l’issue de l’expérience.
Validation d’indicateurs comportementaux pour l’évaluation du bien-être des ovins élevés en plein air intégral et étude de l’impact d’une sélection génétique pour la réactivité sociale ou à l’humain sur le bien-être des ovins élevés en plein-air
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
400 ovins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis conservés à l'élevage, 240 agnelles comme reproductrices et 160 agneaux dirigés vers l'engraissement. Les procédures comprennent des prises de sang répétées, des prélèvements de fèces et une contention prolongée pour des observations comportementales. L'objectif déclaré est de valider des indicateurs du bien-être des animaux non-humains élevés en plein air et de tester une sélection génétique au service des filières ovine et caprine. Le porteur affirme qu'aucune alternative aux observations in situ n'existe.
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont i) de développer et valider de nouveaux indicateurs comportementaux contribuant à l’évaluation du bien-être animal (BEA) en conditions extensives, ii) d’évaluer l’impact de sélections génétiques divergentes pour la réactivité sociale ou à l’humain sur le BEA en élevage plein air, et iii) de caractériser la réactivité en lot de ces lignées en réponse à des manipulations d’élevage par l’humain et à la séparation mère agneaux lors du sevrage. Validation d’indicateurs comportementaux du BEA : l’évaluation globale du BEA repose sur une approche multicritères en privilégiant le plus possible des indicateurs mesurés sur les animaux. Quatre principes sont évalués en : alimentation, logement, santé et comportement approprié. Les grilles d’évaluation existantes concernent les animaux en bergerie et nécessitent d’être adaptées à l’élevage en plein-air, en particulier pour les critères comportementaux. Le premier objectif est de définir des indicateurs comportementaux mesurables dans les conditions d’élevage sur parcours, lors de chantiers d’élevage et de standardiser les conditions de mesure et tester la reproductibilité des indicateurs.
Bénéfices attendus
Sur le plan académique, ce projet permettra d’accroitre les connaissances sur les liens entre la génétique des comportements relationnels (animal-animal, animal-humain) et bien-être animal.
Procédures
Prises de sang : quatre prises de sang seront réalisées sur les agnelles et échelonnées dans le temps (3, 4, 6 et 8 mois d’âge). Une seule prise de sang sera réalisée sur les agneaux mâles. Les prises de sang seront rapides (1 à 2 minutes) et effectuées par un personnel habilité, compétent, avec des animaux familiarisés à la manipulation et avec du matériel adapté. Prélèvements de fèces : trois prélèvements seront réalisés sur les agnelles (4, 6 et 8 mois d’âge). Les agneaux mâles ne sont pas concernés par ces prélèvements. Les interventions seront brèves (1 minute) et réalisées par des personnes expérimentées et familières des animaux.
Impact sur les animaux
Cette étude ne modifie pas la conduite habituelle d’élevage des animaux impliqués que ce soit les agnelles de renouvellement ou les agneaux mâles destinés à l’engraissement. Les principaux risques d’effets indésirables de l’étude sont : i) un accroissement potentiel du stress lié à des temps d’intervention un peu rallongés lors des manipulations d’élevage par rapport aux durées habituelles des manipulations, ii) une possible douleur temporaire. En effet, cette étude prévoit des observations pour caractériser le niveau de bien-être des animaux qui nécessitent une contention plus longue des animaux (mesures dans le couloir de pesée, lors de chargement en bétaillère). Elle prévoit également des mesures de réactivité physiologique et sanitaire qui nécessitent des prélèvements de sang et des collectes de fèces pouvant générer temporairement de la douleur.
Devenir
Les 240 agnelles restent dans l'élevage, en plein air sur parcours, et poursuivent leur carrière en tant que reproductrices. Il en est de même pour les 160 agneaux qui rejoingnent leurs congénères à l'engraissement.
Remplacement
Il n’existe pas d’alternative possible à l’utilisation d’animaux et aux observations in situ compte tenu de l’objectif du projet qui porte sur l’évaluation du bien-être d’ovins placés dans des conditions d’élevage extensives. La finalité de ce projet est de proposer aux filières de petits ruminants (ovins et caprins) i) des indicateurs d’évaluation du bien-être animal (BEA) pour les conditions extensives et ii) des critères comportementaux de sélection génétique en vue de favoriser l’adaptation des ovins à leur environnement d’élevage plein air intégral contribuant ainsi à améliorer leur BEA.
Réduction
La stratégie de réduction repose sur les critères zootechniques, statistiques, éthologiques et environnementaux. Le premier critère pris en compte est celui du taux de renouvellement appliqué au troupeau d’ovins allaitants qui correspond à 30% des 280 brebis reproductrices soit 80 agnelles. D’un point de vue de l’éthologie, un nombre minimum d’animaux est nécessaire au sein d‘un groupe pour permettre l’expression des interactions sociales et des comportements de groupe. Pour l’espèce ovine élevée en condition extensive, nous avons fixé ce nombre minimum à 20 animaux par lot sur la base du comportement grégaire des animaux. Du point de vue statistique, cet effectif de 20 individus par lot permet de mettre en évidence des différences significatives entre les 4 lignées sur des critères comportementaux autres que ceux utilisés pour les sélections génétiques. La répétition des mesures sur 3 années consécutives pour les agnelles et sur 2 années pour les agneaux, permettra de prendre en compte la variabilité d’origine environnementale.
Raffinement
Les agnelles et agneaux sont élévés sous la mère puis en groupe après le sevrage, en milieu naturel avec accès à l'eau, abris naturels (buis, genévriers, chênes ...) et complémentation alimentaire. Pendant toute la durée de l'expérimentation, le personnel qualifié assurera quotidiennement le suivi élevage (eau propre à volonté, aliment complémentaire, gestion du pâturage) ainsi que l'observation des animaux. Pour les prélèvements, le matériel de contention est adapté aux ovins, les animaux y sont habitués.
Choix des espèces
L'objectif est de caractériser le bien-être d’ovins en situation d’élevage en plein air intégral afin de tester si une sélection génétique sur le comportement peut contribuer à la robustesse des ruminants dans une optique d’élevage durable. Les animaux sont issus de 4 lignées génétiques sélectionnées de façon divergente sur des caractères comportementaux (+/- sociaux ; +/- tolérants à l’humain). L’ovin est considéré comme espèce-cible et espèce-modèle, plus pertinent qu'un autre modèle pour les ruminants d’élevage de par sa taille réduite et son adaptation pour des zones défavorisées. Les 240 agnelles seront utilisées sur une période allant du sevrage (~80±7 jours d’âge) à 8 mois d’âge. Compte tenu des contraintes expérimentales du projet impliquant l’élevage séparé des 4 lignées pour s’affranchir d’éventuelles contagions émotionnelles d’une lignée à une autre, et des contraintes d’élevage spécifiques à la conduite des animaux, notre choix s’est orienté vers l’utilisation d’agnelles de moins d’un an. L’élevage en plusieurs lots pendant plus de 4 mois est en effet incompatible avec la conduite raisonnée du pâturage des différentes parcelles à disposition. S’agissant des agnelles de renouvellement, et pour maximiser l’écart entre les lignées en choisissant des individus extrêmes, il est nécessaire de disposer de leur propre valeur génétique pour les critères de réactivité sociale ou à l’humain mesurés dans les tests comportementaux appliqués 10 jours post-sevrage. L’évaluation du BEA sera réalisée à 4, 6 et 8 mois d’âge (respectivement fin d’été, automne, début hiver). Il est important de pouvoir caractériser ces agnelles le plus possible intra lignée mais pour des raisons pratiques liées aux contraintes d’élevage, la conduite en 4 lots ne sera possible que pendant 3 à 4 mois. Ainsi, les mesures à 4 et 6 mois d’âge se dérouleront sur les agnelles élevées intra lignée, puis regroupées pour les mesures à 8 mois d’âge (4 lignées en un seul lot). Les 160 agneaux mâles seront utilisés pendant la semaine suivant leur sevrage pour les mesures de réactivité en lot par lignée. Pour caractériser la réactivité lors de la séparation mère jeune, il est important de réaliser les mesures dès la séparation. Le choix des agneaux mâles pour caractériser cette réactivité sera fait sur ascendance immédiatement au moment du sevrage, sans attendre le passage par les tests comportementaux pour la sélection.
Etude de marqueurs écologiques, génétiques et toxicologiques de cétacés dans leur milieu naturel à partir de biopsies de peau et de lard.
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Jusqu'à 2 200 cétacés vont être biopsiés dans leur milieu naturel puis y rester, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Depuis un bateau à six à quinze mètres, chaque individu reçoit une seule biopsie de peau et de lard sous la nageoire dorsale, ce qui peut provoquer une brève fuite et une légère hémorragie. L'objectif est d'étudier des marqueurs écologiques, génétiques et toxicologiques de 22 espèces dans le golfe de Gascogne. Le porteur affirme que l'échantillonnage d'individus sauvages est "indispensable" et sans alternative.
Objectifs
Ce projet a pour principal objectif d’améliorer nos connaissances sur les populations de cétacés et d’évaluer les impacts des activités humaines sur ces espèces dans le golfe de Gascogne. Ces espèces dans cette zone océanique (i.e. au-delà du talus continental) sont très mal connues, et sont au cœur actuellement de conflits d’usage nécessitant une meilleure connaissance de leur biologie. L’obtention de prélèvements de ces populations de cétacés est essentielle mais très difficile. Il est donc envisagé dans ce projet la réalisation de biopsies de peau et de lard de 22 espèces de cétacés présentes dans le golfe de Gascogne : dauphin commun, dauphin bleu et blanc, grand dauphin, marsouin commun, globicéphale noir, globicéphale tropical, dauphin de Risso, orque, pseudorque, cachalot, cachalot nain, cachalot pygmée, baleine à bosse, rorqual commun, petit rorqual, rorqual bleu, ziphius, hyperoodon boréal, mésoplodon de true, mésoplodon de Gervais, mésoplodon de Sowerby et mésoplodon de Blainville. Le projet est articulé autour de 3 programmes de recherche, ainsi les biopsies réalisées permettront d’être mutualisées sur ces 3 différents programmes afin de les exploiter scientifiquement au mieux en limitant le nombre total de prélèvements à moyen terme. Le premier programme est financé par les ministères de la transition écologique et de la mer et vise à combler les lacunes concernant les habitats du dauphin commun dans le golfe de Gascogne, sur leurs interactions trophiques dans l’écosystème et leurs interactions techniques avec les engins de pêche. Le deuxième programme est centré sur la protection des cétacés qui formalise notamment la stratégie du gouvernement sur les enjeux de connaissance nécessaires à la conservation de ces espèces. Les données acquises alimenteront en plus des Directives européennes, particulièrement pour évaluer les effets des contaminants chimiques sur l’écosystème. Enfin, dans le cadre d’un programme européen, les analyses des biopsies nous permettront de mieux comprendre les relations alimentaires entre les cétacés et les ressources océaniques à l’échelle des communautés.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre la structure de population du dauphin commun au sein du golfe de Gascogne et d’autre part d’explorer à l’échelle de la communauté des cétacés les partages de niches alimentaires et d’évaluer les effets de contaminants chimiques au travers des biomarqueurs. Ce projet devrait contribuer à fournir des bases scientifiques pour la mise en œuvre de mesures de gestion et de conservation de ces espèces protégées à mettre en place au niveau local et national voire international.
Procédures
Des biopsies sont réalisées sur des cétacés dans leur milieu naturel, à partir d'une embarcation à une distance de 6 à 15 mètres. Les animaux sont ciblés sur la zone située en dessous de la nageoire dorsale. Cette zone se caractérise par une couche de lard d’une épaisseur supérieure par rapport à d’autres zones du corps. Cibler cette zone permet de réduire les risques d’atteindre le muscle et de limiter le risque d’hémorragie. Chaque individu n'est échantillonné qu'une seule et unique fois. Les dimensions des prélèvements sont de taille variable en fonction de l’espèce échantillonnée : 5 mm de diamètre et 40 mm de longueur (soit 785 mm3) pour les grands cétacés (baleines à fanons), 5 mm de diamètre et 25 mm de longueur (soit 490 mm3) pour les petits cétacés (dauphins).
Impact sur les animaux
Les biopsies realisées en milieu naturel peuvent occasionner un très court derangement des animaux (réaction de fuite sur quelques secondes) ou une légère hémorragie, mais aucune nuisance ou effet indésirable n'est attendu au-delà de quelques minutes.
Devenir
Tous les animaux sont échantillonnés dans leur milieu naturel et y restent après la biopsie
Remplacement
Le Remplacement des animaux n'est pas possible puisque l'objectif même du projet est de mieux connaitre et décrire l’écologie d'espèces sauvages à préserver, il est donc indispensable d’échantillonner des individus de ces espèces dans leur milieu naturel
Réduction
La Réduction est réalisée par le choix de prélèvement d’échantillons uniques sur un maximum de 30 individus par espèce et par an : ces effectifs permettent de prendre en compte la variabilité interindividuelle, parfois forte chez ces prédateurs supérieurs, sans affecter une trop large proportion des individus dans le groupe social.
Raffinement
Le Raffinement des procédures est réalisé par une diminution des sources de stress chez l'animal : la biopsie est un acte très rapide ce qui ne peut donc occasionner qu’un stress très limité dans le temps et l’approche en bateau est effectuée de façon la plus progressive possible afin de ne pas perturber l’activité naturelle des animaux. La douleur occasionnée par la biopsie est supposée limitée car elle ne concerne que des tissus superficiels qui sont relativement peu innervés.
Choix des espèces
Les espèces choisies sont le fondement même du projet puisqu’il s’agit de mieux comprendre la structure de population du dauphin commun au sein du golfe de Gascogne et d’autre part d’explorer à l’échelle de la communauté des cétacés les partages de niches alimentaires et d’évaluer les effets de contaminants chimiques au travers des biomarqueurs. Ces projets devraient contribuer à fournir des bases scientifiques pour la mise en œuvre de mesures de gestion et de conservation de ces espèces protégées à mettre en place au niveau local et national voire international. Par ailleurs, tous les cétacés sont des espèces protégées en France. Certaines de ces espèces sont classées en Annexe II de la Directive Habitat 92/43/CEE (pour lesquelles il est donc nécessaire d’identifier les habitats critiques en mer), et doivent faire par ailleurs l'objet d'un programme de suivi dans le cadre de la DCSMM. Les informations relatives à l’écologie de ces cétacés grâce aux biopsies réalisées permettent aussi de renseigner chercheurs et gestionnaires sur le rôle de ces prédateurs supérieurs dans les écosystèmes mais également de mieux comprendre leurs interactions avec les activités humaines, notamment de pêche.
Identification et caractérisation de biomarqueurs en imagerie dans les modèles rongeurs de la maladie de Parkinson
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
2 280 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque rat reçoit dans le cerveau des injections de toxines qui détruisent des voies nerveuses pour reproduire la maladie de Parkinson, certains recevant en plus une canule intracérébrale, puis subit des tests comportementaux incluant une restriction alimentaire et un choc électrique de 0,7 mA. Le porteur indique que les lésions provoquent un déficit moteur ou cognitif et une perte de poids chez les animaux les plus atteints, et que tous seront tués après les évaluations d'imagerie. L'objectif est d'identifier des marqueurs en IRM, les retombées cliniques restant renvoyées au conditionnel.
Objectifs
La maladie de Parkinson (MP) se caractérise par les classiques signes moteurs permettant le diagnostic mais également par des troubles cognitifs et comportementaux, plus variables dans leur apparition et leur expression, mais ayant un impact considérable sur l’autonomie et la qualité de vie des patients ainsi que sur les décisions thérapeutiques. Pourtant, leur prise en charge reste limitée et requiert une meilleure compréhension des mécanismes impliqués, notamment via l’identification de biomarqueurs. Les biomarqueurs sont des indicateurs des processus pathogènes et sont des outils précieux tant pour faciliter le diagnostic précoce, que pour suivre l’évolution de la pathologie ou l’efficacité d’un traitement. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) avec ses explorations anatomiques et fonctionnelles, combinée à des méthodes spécifiques d’analyse a récemment permis de mettre en évidence des marqueurs de certains des troubles observés en pratique clinique. Cependant son utilisation reste encore marginale notamment pour le diagnostic, et le lien entre ces marqueurs d’imagerie et l’histologie reste à établir. Cette corrélation est indispensable tant à la compréhension des mécanismes sous-jacents qu’à la validation de ces marqueurs en tant que Biomarqueurs de la pathologie. L’utilisation de modèles animaux est le moyen le plus adapté pour mener ce type d’études. Cependant, ils ne miment que partiellement la pathologie humaine et chaque modèle présentent des avantages et des limites. Il convient donc de valider les résultats obtenus sur plusieurs modèles complémentaires pouvant représenter les différents aspects physiopathologiques de la maladie. Le présent projet vise d’abord à étudier plusieurs de ces modèles afin de reproduire les différents troubles moteurs et non moteurs associés à la pathologie (Caractérisation comportementale). Les objectifs seront ensuite d’identifier des biomarqueurs des troubles moteurs et non moteurs en imagerie in vivo (IRM) et d’étudier les mécanismes physiopathologiques sous-jacent (Histologie). Enfin, en fonction des résultats de cette première partie (et des résultats in vitro fait en parallèle), certains de ces modèles seront reproduits afin de tester l’effet de stratégies thérapeutiques (Administration intra-cérébrale ou périphérique). Un modèle de démence induite par une déplétion cholinergique centrale sera aussi utilisé comme contrôle positif de déclin cognitif sévère afin de contrôler l’efficacité de ces stratégies.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’identifier des biomarqueurs des troubles moteurs et non moteurs en imagerie in vivo (IRM ou TEP) et d’étudier les mécanismes physiopathologiques sous-jacent (Histologie). Ces biomarqueurs pourraient être validés et utilisés en clinique pour aider au diagnostic de certains troubles, le suivi non invasif de l'évolution de la pathologie et/ou de l'effet des traitements. L'étude des mécanismes sous jacents permettra l'idenitfication de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles dont l'efficacité sera testée.
Procédures
Les animaux seront soumis à des procédures chirurgicales visant à injecter des toxines pour induire des lésions cérébrales (30 minutes). Certains d'entre eux subiront à nouveau une procédure chirurgicale pour l'implantation d'une canule d'administation cérébrale (30 minutes). Certains animaux subiront des injections sous-cutanées ou intra-péritonéales (Maximum 2/jours pendant 4 semaines). Tous les animaux subiront une série de tests comportementaux dont certains nécessitent une restriction alimentaire avec rationnement, ou la délivrance d'un choc electrique (0,7 mA - 2 sec, 1 seule fois)
Impact sur les animaux
Les toxines injectées induisent une dégénérescence des voies cérébrales dopaninergiques et/ou cholinergiques, un déficit du contrôle moteur et/ou cognitif est donc attendu et étudié dans ce projet. Une perte de poids corporel peut aussi être observée chez certains animaux plus sévérement lésés. L'anesthésie subie lors de la chirurgie ou de l'imagerie en IRM pourrait être mal tolérée par certains animaux. Les évaluations comportementales n'induisent pas de perturbation en elles-mêmes. La restriction alimentaire associée au touchscreen pourrait être mal tolérée par certains animaux. La pose de canule intracérébrale et les injections de traitments pourraient être mal tolérées.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à la fin des évaluations en imagerie in vivo ou après l'evaluation des effets thérapeutiques sur ces variables
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative à l’utilisation d’animaux pour étudier la physiopathologie de troubles cognitifs et comportementaux. Cependant pour limiter l’utilisation d’animaux, l'étude de la potentielle toxicité, des mécanismes d'action et l’efficacité des molécules thérapeutiques testées seront étudiés en parallèle sur un modèle cellulaire (Remplacement).
Réduction
Le nombre d’animaux a été calculé au minimum sur la base d'un test de puissance. L'analyse statistiques des données débutera par une étude de la normalité et de l'homogénéité des variances. Selon la distribution des valeurs, des tests paramétriques (ANOVA puis Test de Fisher pour la compariason 2 à 2) ou non paramètriques (Kruskal-Wallis et Wil-Coxon test pour la comparaison 2 à 2) seront utilisés. Les mêmes animaux seront réutilisés pour l'analyse comportementale et l'imagerie cérébrale à différents temps du processus pathologique, ainsi que pour les analyses histologiques post-mortem. Les animaux seront réutilisés pour différentes évaluations (Comportement et Imagerie) à différents temps du processus pathologique, ainsi que pour les analyses histologiques post-mortem.
Raffinement
Le raffinement est assuré par un hébergement collectif, de l’enrichissement dans les cages, des sessions d’acclimatation aux expériences, une manipulation expérimentée des animaux. De plus, un suivi quotidien du bien-être des animaux sera effectué pour surveiller l'apparition éventuelle de souffrance ou de points limites pour lesquels des décisions adaptées seront prises (Raffinement).
Choix des espèces
Parmi les petits rongeurs, le rat est l’espèce la mieux adaptée pour l’évaluation des troubles cognitifs et psycho-comportementaux. Par ailleurs, les modèles expérimentaux choisis ont été décrits chez le rat. Les rats utilisés auront 8-10 semaines. Cet âge a été choisi en raison de la référence utilisé pour l’ATLAS cérébral de rat et la précision de localisation des repères stéréotaxiques pour les injections cérébrales.
SUIVILEZ : Suivi de populations naturelles de lézard vivipare
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Capturés sur le terrain, les lézards vivipares non encore marqués ont une phalange amputée en guise de marque individuelle et un fragment de queue prélevé pour l'ADN, puis sont relâchés au lieu exact de leur capture. Jusqu'à 150 femelles gestantes sont gardées en terrarium, moins de deux mois, jusqu'à la mise bas, et leurs petits subissent à leur tour, 24 heures après la naissance, l'amputation d'une phalange et un prélèvement de queue. Ce suivi d'une population étudiée depuis 30 ans, l'un des rares menés sur des reptiles selon le porteur, mobilise 950 lézards vivipares sur un an, dont 650 juvéniles, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, et il affirme que l'amputation de phalange ne cause qu'une "faible douleur". Les procédures mentionnent par ailleurs 750 adultes et 3 250 juvéniles, cinq fois les effectifs annuels. Tous sont relâchés dans leur population d'origine, les mâles et sub-adultes aussitôt après les mesures, les femelles après environ un mois, les juvéniles au plus tard trois jours après leur naissance.
Objectifs
Un point clé de la persistance des populations face aux impacts des activités humaines sur l'environnement est de prédire leur capacité à changer leurs caractéristiques face à ces nouvelles conditions environnementales, que ce soit par l’acclimatation via la modification directe de ces caractéristiques, ou par l’adaptation génétique à travers un processus évolutif. Pour étudier ces phénomènes et leurs mécanismes, la meilleure méthode consiste à mettre en place un suivi individuel de populations particulières, sur lesquelles il est possible d’obtenir la filiation de tous les individus au cours du temps. Malheureusement, peu d’espèces se prêtent à l’exercice, et parmi celles étudiées par cette méthode, les endothermes (oiseaux et mammifères) sont de très loin surreprésentés. Cette demande concerne la poursuite d’un suivi de populations naturelles d’un reptile ectotherme, le lézard vivipare (Zootoca vivipara), étudiées depuis 30 ans. Ce suivi profite de la viviparité de cette espèce pour mettre en place une étude approfondie des relations d’apparentement entre individus, ce qui permet d’étudier la sélection naturelle dans cette population, et d’en étudier la réponse évolutive.
Bénéfices attendus
Trois protocoles permettent le suivi individuel des trajectoires d'histoire de vie des individus à partir de leur naissance et leur apparentement dans la population : le marquage individuel, l'hébergement temporaire des femelles gestantes et le prélèvement de tissu caudal. La collecte des maternités grâce à l'hébergement temporaire, complétée par la reconstruction des paternités à l'aide de l'ADN contenu dans les prélèvements de phalange et de queue, permet (1) d'obtenir le succès reproducteur des individus mâle et femelle dans la population, ouvrant la voie à l'étude de la sélection naturelle et (2) l'établissement de l'ensemble des liens de parentés des individus dans toute la population (pédigrée) ouvrant la voie aux études de génétique quantitative. Bénéfices scientifiques : ces caractéristiques permettent d'étudier très finement les processus liés à la sélection naturelle, à l'adaptation et aux réponses génétiques (évolution) et plastiques (acclimatation) des différents traits phénotypiques face à ces pressions évolutives, notamment celles liées au changement climatique. Bénéfices pour la conservation : ces travaux permettent d’anticiper les pressions environnementales liées au changement climatique auxquelles sont confrontés ces populations en marge sud de répartition du lézard vivipare, et leur capacité à répondre quasi immédiatement par des mécanismes d’acclimatation ou à moyen terme par des mécanismes évolutifs. Des études de ce type et de cette ampleur sont extrêmement rares sur des populations naturelles de reptiles ectotherme, entraînant un manque profond d'appréhension de leur capacité à s'adapter aux défis auxquels ils sont confrontés, et donc les bénéfices informationnels pour la conservation s’étendent aux autres espèces de reptiles ectothermes de milieux froids plus difficiles à étudier.
Procédures
Après capture sur le terrain, les individus non-marqués seront marqués par amputation de phalange et un prélèvement de tissu caudal sera effectué (maximum 150 individus par an, soit 750 individus), puis relâchés au lieu exact de capture. Les femelles gestantes capturées (qu’elles soient déjà marquées ou non) seront mises en hébergement temporaire (maximum 150 femelles par an, soit 750 femelles, pour une durée maximale inférieure à 2 mois) jusqu’à la mise bas des juvéniles. Enfin, les juvéniles sont marqués par amputation de phalange et un prélèvement de tissu caudal effectué 24 h après la naissance (maximum 650 individus par an, soit 3250 individus). Les femelles et leurs juvéniles sont relâchés au lieu exact de capture dans les 3 jours suivants la naissance.
Impact sur les animaux
La source de nuisance la plus prévalente est liée au stress de contention lors des captures et diverses manipulations. Les nuisances attendues pour l'amputation de phalange sont une faible douleur, mais pas de perte de mobilité. En effet, une synthèse récente de l’ensemble de la littérature sur les amphibiens et les reptiles suggère que l’amputation de phalange a généralement un impact faible et est donc largement acceptable sur des bases scientifiques et éthiques, spécifiquement sur les espèces non arboricoles ou grimpantes. Les études en populations naturelles et semi-naturelles de lézard vivipare montrent que ce marquage individuel n’a pas d’effet détectable sur la survie annuelle, la croissance corporelle annuelle, la reproduction annuelle et sur la mobilité des individus. Le nombre de phalanges amputées n’affectent pas l’activité locomotrice à la naissance, l’anxiété comportementale, la survie lors du premier été ou la condition corporelle (masse à taille égale) à la fin de celui-ci. Aucun impact comportemental n’est observé non plus, avec une reprise rapide de la mobilité (< 20 secondes) et de l’alimentation. Une étude de 2006 ne montre pas de différence significative de stress entre des individus non marqués et amputés, alors que le marquage par insertion d’une puce électronique provoque un stress important et chronique (augmentation de corticostérone dans le sang). En ce qui concerne le prélèvement de tissu caudal, il s’avère moins invasif que le prélèvement sanguin chez cette espèce, spécifiquement au stade juvénile. Le lézard vivipare possède une queue autotomisante, ce qui implique une plus faible douleur pour l'animal du fait de la spécialisation anatomique associée à cette autotomie caudale. Enfin, la dernière nuisance à mentionner vient de la contrainte liée à l'hébergement temporaire pour les femelles gestantes, dont le raffinement a été pensé pour permettre l'expression de comportements essentiels à l'espèce (thermorégulation, fouissage, prédation).
Devenir
Les animaux sont tous relâchés dans leur population d'origine à l'emplacement exact de leur capture, immédiatement après les mesures phénotypiques sur le terrain pour les sub-adultes et les adultes mâles, et après une période d'hébergement temporaire d'environ 1 mois pour les femelles et au maximum 3 jours après la mise-bas pour les juvéniles.
Remplacement
Nous ne pouvons par essence pas remplacer ce modèle par un modèle non-vivant, car nous ne connaissons pas les paramètres, notamment sélectifs, génétiques et liés à la plasticité phénotypique, permettant de modéliser l’évolution des populations de reptiles face aux changements de leur environnement. Les suivis de long-terme comme celui-ci sur une espèce de reptiles se comptent au mieux sur le doigt d’une main et sa poursuite est donc essentielle.
Réduction
Le suivi demande la plus grande exhaustivité du marquage individuel par rapport à la taille de la population, permettant d’identifier en moyenne 80 à 90 % de la population chaque année. La non-exhaustivité sur la population rendrait le projet caduc suite notamment à de trop nombreux apparentements inconnus. En revanche, la taille de population permet de dégager la puissance suffisante pour les analyses, notamment grâce à l’accumulation d’année en année. Le nombre total maximum d’individus mobilisés est de 950 pour l’année, dont 150 adultes marqués sur le terrain, 150 femelles en élevage et 650 juvéniles.
Raffinement
La période d’hébergement est réduite à la seule fin de pouvoir suivre les mises-bas. Les animaux sont hébergés dans des terrariums adaptés à leurs espèces avec source de chaleur, support cache et litière tourbée. Les animaux reçoivent également une alimentation à base d’insectes et de larves. Cet enrichissement de milieu spécifique permet de répondre à leurs besoins biologiques, physiologiques et comportementaux et de garantir les meilleures conditions de vie en hébergement, avant la remise en liberté. Les critères d’arrêt pour ce projet sont l’incompatibilité éventuelle à la captivité ou des problèmes de santé non réversibles. Les animaux sont soumis à un contrôle régulier de leur santé, de leur poids et de leur comportement. En de problème de santé, ils reçoivent des traitements adaptés sous la supervision d’un vétérinaire. Le taux de succès de l’extraction d’ADN à partir des phalanges prélevées pour le marquage des adultes fera l’objet d’une évaluation comparée au prélèvement de tissu caudal, pour permettre un raffinement précis et quantifié lors du prochain dépôt d’une demande d’autorisation de projet lié à ce suivi l’an prochain. Le cas échéant, le prélèvement de tissu caudal sera supprimé, ou conditionné au nombre de phalanges prélevées pour limiter le prélèvement de tissu au strict nécessaire.
Choix des espèces
Le lézard vivipare (Zootoca vivipara) est étudié depuis plus de 30 ans dans les populations naturelles et dans différents dispositifs expérimentaux. Ce modèle biologique est intéressant pour comprendre l’écologie de vertébrés terrestres ectothermes. Son écologie est bien connue, les populations étudiées forment le plus long suivi chez une espèce de reptile et son génome a été séquencé, ce qui en fait un modèle unique pour les vertébrés terrestres ectothermes. Il a donc une forte valeur pour l’écologie fondamentale mais aussi appliquée. L’espèce n’est pas menacée en Europe (préoccupation mineure - UICN) mais elle est sensible aux dégradations anthropiques de son milieu, y compris climatiques, et de ce fait, protégée au titre de l’article 3 de l’arrêté du 8 janvier 2021 « fixant la liste des amphibiens et des reptiles représentés sur le territoire métropolitain protégés sur l'ensemble du territoire national et les modalités de leur protection ». Son groupe comprend également de nombreuses espèces menacées d’extinction en Europe et à forte valeur écologique. Il devient donc urgent de mieux comprendre la dynamique écologique et évolutive de ces espèces face au changement global grâce à ce modèle bien connu.
Efficacités des médicaments antiépileptiques et suivi physiopathologique sur une modèle murin d’épilepsie
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
320 souris de huit semaines vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Opérées du cerveau par stéréotaxie, elles portent un implant crânien, entrent en état de mal épileptique ("status epilepticus") au réveil, puis subissent huit jours d'injections quotidiennes dans l'abdomen sous contention, deux enregistrements EEG de 24 heures et un isolement social. Les antiépileptiques testés sont déjà employés en clinique, et le projet doit décrire leur effet sur des mesures d'IRM que les procédures ne mentionnent pas. Le porteur, qui classe ces procédures en souffrance sévère, affirme que ce type de crise focale "ne provoque pas de signe de souffrance et de mortalité".
Objectifs
Un tiers des patients épileptiques ne répond pas aux médicaments antiépileptiques et, parmi eux, 1/4 peuvent bénéficier d'une chirurgie résective. L'identification des zones du cerveau à enlever par chirurgie (la zone épileptogène, ZE) est un processus difficile. Il nécessite un ensemble d'outils complexes comprenant des examens cliniques, d'imagerie et neurophysiologiques, y compris des enregistrements électroencéphalographiques intracrâniens (iEEG) lorsque les procédures non invasives se sont révélées insuffisantes. Cependant, même en utilisant les informations de l'EEG, la chirurgie de l'épilepsie peut avoir des résultats défavorables chez 20 à 60% des patients, ce qui implique que le développement de nouvelles méthodes pour délimiter le tissu épileptogène reste une question cruciale. La neuro-imagerie, non invasive et largement disponible dans le contexte clinique, apparaît comme un candidat naturel pour aborder cette question. Nous avons récemment montré que l'IRM (imagerie par résonance magnétique) quantitative multiparamétrique (mqMRI) et de la spectroscopie de résonance magnétique combinées à des outils d'apprentissage automatique, pouvaient améliorer la détection de la zone épileptique. L’objectif de cette étude est d’évaluer l’impact de médicaments anti-épileptiques utilisés en routine clinique en utilisant un modèle de crises focales sur la souris.
Bénéfices attendus
Les données recueillies dans cette étude nous permettrons de caractériser l'impact de différents médicaments antiépileptiques sur les mesures IRM en corrélation avec l'électroencéphalographie, l'histochimie et les analyses biochimiques. Ces informations seront utilisées pour modéliser l'impact attendu des médicaments chez l'homme lors de l'évaluation clinique de ces mêmes méthodes d'imagerie.
Procédures
Les animaux seront soumis à une anesthésie générale suivie d'une chirurgie par stéréotaxie d'environ 30 minutes. Une contention quotidienne pour des injections en intra péritonéales sur une durée de 8 jours. Deux séries d'enregistrements électroencéphalographiques sur 24H impliquant une contention pour branchement au système.
Impact sur les animaux
Mise en place d'un status epilepticus après réveil de la chirurgie. Inconfort due à la pose d'un implant crânien. Stress due à l'isolement social.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure car il est nécessaire de récupérer les organes pour analyses.
Remplacement
Nous avons effectué une recherche bibliographique approfondie sur Pubmed et Google Scholar afin de nous assurer de l'inexistence d'approches alternatives in vitro qui pourraient être utilisées pour reproduire l'interaction entre malformations du développement cortical, crises épileptiques et fonction de la barrière hémato-encéphalique. Nous avons utilisé des combinaisons de mots-clés tels qu'épilepsie, crise, électroencéphalographie, dysplasie, cerveau, neurone, modèles animaux, in vitro et tests animaux alternatifs. Cette recherche n'a pas identifié de solution in vitro alternative pour notre étude. En effet les méthodes in vitro basées sur la culture cellulaire ne présentent pas les systèmes de communications multicellulaires nécessaires à ce projet.
Réduction
Les effectifs ont été déterminés avec une approche statistique pour utiliser un minimum d'animaux tout en nous permettant de répondre aux objectifs du projet. Cette étude permettra de faire des analyses longitudinales répétées sur chaque souris (e.g., électroencéphalographie). Les mêmes séries d'animaux utilisées pour la pharmacologie et l'électroencéphalogramme seront utilisées en histologie pour les explorations moléculaires. De plus, nous avons prévu de créer une banque d'échantillons à partir des prélèvements qui seront effectués (organes et sang). Elle nous servira à la suite du projet ou encore pour des études préliminaires dans de nouveaux projets.
Raffinement
Le modèle provoque une crise focale localisée dans l'hippocampe, donc non généralisée. Ce type de crise focale ne provoque pas de signe de souffrance et de mortalité. Le raffinement passe par une adaptation de l'enrichissement dans les cages notamment en cas d'isolement des souris pour les besoins de l'expérience. Tous les animaux seront surveillés tout au long de la procédure. Les chirurgies sont effectuées sous anesthésie et analgésie et l'état de l'animal monitoré tout au long de la chirurgie. Nous utiliserons une grille de score et des points limites pour le suivi des animaux post chirurgicaux. Si une souffrance est observée, l'animal sera pris en charge, en fonction de son état, par de l'analgésie ou sortie d'expérimentation par euthanasie. Pour les enregistrements d'électroencéphalographie, une habituation à la contention sera effectuée chaque jour pour minimiser le stress lors des enregistrements.
Choix des espèces
Notre projet propose l'utilisation de petits animaux in vivo (souris). Les souris ( 8 semaines d’âge) sont très couramment utilisées en recherche sur l’épilepsie. Ce modèle animal exprime les mêmes marqueurs et récepteurs cérébraux que l'homme. Il constitue donc un modèle adapté pour les expériences proposées par notre étude, où l'unité neuro-vasculaire complètement fonctionnelle est requise pour investiguer les effets des médicaments antiépileptiques sur les crises. La littérature fournit des preuves de la fiabilité du monitoring électroencéphalographique in vivo pour le suivi de la progression de la pathologie et sa réponse aux traitements. Enfin, ce modèle étant bien établi, y compris au laboratoire où il est utilisé en routine, les expérimentations seront immédiatement ciblées sur les questions posées, et de fait le nombre d’animaux immédiatement optimisé.
Mécanismes neurobiologiques et rôle des acides gras polyinsaturés oméga-3 dans la prévention des altérations cognitives et émotionnelles suite à un stress chronique
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
3 092 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une chirurgie d'une heure, un protocole de défaite sociale où chacune est mise cinq minutes par jour pendant dix jours au contact d'un agresseur pouvant la blesser, et un test de peur conditionnée, pour étudier l'effet des oméga-3 sur les suites d'un stress chronique. Le porteur reconnaît que la défaite sociale et la chirurgie peuvent nuire aux animaux, ensuite tués pour prélever des structures cérébrales. Sur le remplacement, il affirme que l'étude des régimes alimentaires et des comportements exige des animaux vivants et vigiles.
Objectifs
Le rôle des oméga-3 sur le fonctionnement cérébral et la santé mentale est étudié depuis presque 10 ans. Le laboratoire a notamment démontré qu’une carence en oméga-3 exacerbe les comportements de type anxieux et dépressif chez l’animal, tandis qu’une supplémentation en oméga-3 les diminue. Ces études précliniques sont en accord avec les données chez l’homme, des essais cliniques montrant qu’une supplémentation en oméga-3 améliorerait certains symptômes dépressifs. Ainsi, une supplémentation en oméga-3 peut constituer une alternative intéressante dans la prévention des troubles de l’humeur, mais les mécanismes qui sous-tendent les effets positifs des oméga-3 dans les troubles de l’humeur restent encore très mal connus. Notre laboratoire a récemment ouvert une nouvelle hypothèse, en démontrant que les apports en oméga-3 avaient un impact direct sur la plasticité synaptique ainsi que l'arborisation dendritique. La plasticité synaptique regroupe les phénomènes qui confèrent au cerveau sa capacité de s’adapter à l’environnement, par des modifications de la connectivité entre les neurones, au niveau des synapses. Les différentes formes de plasticités synaptiques sont indispensables aux mécanismes d’apprentissage et d’évolution. De plus en plus d’études suggèrent que les troubles de l’humeur sont associés à des dysfonctionnements dans les processus de plasticité synaptique et ces dysfonctionnements pourraient être à l’origine des symptômes neuropsychiatriques des troubles de l’humeur. Les oméga-3 sont des modulateurs importants des fonctions synaptiques, car, faisant partie des éléments structurels des membranes plasmiques, ils modulent la dynamique membranaire ainsi que la fonctionnalité et le trafic des protéines transmembranaires présentes à la synapse.
Bénéfices attendus
L’objectif de notre projet est désormais d’aller plus loin dans la compréhension des mécanismes neurobiologiques par lesquels les oméga-3 contenus dans l’alimentation permettent de protéger les animaux. L’objectif à long terme de ce projet est de transférer les connaissances acquises chez le rongeur à l’homme pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques et nutritionnelles. Ces données pré-cliniques nous permettrons de comprendre un peu plus en quoi la nutrition influence les fonctions cognitives et la physiologie de la transmission synaptique. De plus, des applications thérapeutiques peuvent être envisagées, en particulier pour déterminer si une thérapie nutritionnelle peut atténuer les pathologies liées au stress chronique, comme par exemple les troubles de stress post-traumatiques. De façon similaire, des stratégies préventives, liées à une nutrition adaptée et équilibrée en lipides, pourraient être envisagées afin de limiter, réduire ou même d'endiguer l'apparition de troubles dépressifs et/ou anxieux.
Procédures
1 - procédures chirurgicales - durant 1h d'opération / 2 - protocole de défaite sociale - 5 minutes pendant 10 jours / 3 - test de peur conditionnée - 5 minutes par jour pendant 3 jours.
Impact sur les animaux
Le protocole de défaite sociale ainsi que les interventions chirurgicales sont susceptibles d'induire des nuisances sur les animaux. Au cours de la défaite sociale, les 5 minutes en contact avec l'agresseurs représentent un délai conséquent pouvant être source de blessures. L'attention des expérimentateurs est tout particulièrement maximale à ce moment là, et en cas d'attaques trop fortes mettant en danger la vie de la souris, les animaux sont séparés. Au cours de la chirurgie tous les moyens sont mis en oeuvre pour respecter les conditions d'aseptie mais le risque d'infection n'est pas négligeable, justifiant un suivi post-opératoire strict. Le test de peur conditionné est une source de stress pour les animaux, une attention particulière est apportée au animaux avant, pendant et après l'expérience. Le reste des procédures ne représente pas de nuisances pour les animaux. Les tests comportementaux réalisés ne durent que quelques minutes et n’induisent pas de stress majeur induisant une altération de l’état général des animaux.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour récupérer les structures et/ou cellules nécessaires pour les études cellulaires et moléculaires.
Remplacement
L’étude des régimes alimentaires nécessite l’utilisation d’animaux vivants. De même, les comportements ne peuvent être étudiés que sur des animaux vivants et vigiles. L’objectif général du projet vise à étudier les conséquences d’une carence nutritionnelle en omega-3 sur la physiologie neuronale et microgliale chez la souris pendant le développement. Pour se faire, nous utilisons des tests in vivo, et dans ce contexte, bien que certaines études soient développées sur des modèles cellulaires pour traiter les aspects neurobiologiques, le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés aux études in vivo reste donc une nécessité expérimentale afin d’appréhender la réalité physiologique de nos résultats. Une recherche d’alternatives et d’autres méthodes dans des bases de données démontre que les solutions de rechange appropriées à ces procédures ne sont pas disponibles, et qu’aucun dupliqua du travail proposé n’est aujourd’hui identifié.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés pour ces expériences, les animaux qui passeront les tests comportementaux serviront également pour récupérer les cellules ou structures centrales nécessaires pour les études de lipidomiques et/ou moléculaires et protéomiques, évitant donc de générer une nouvelle cohorte pour ces analyses biochimiques et moléculaires. Les femelles sont également étudiées, ce qui nous permet d'utiliser tous les animaux générés durant cette étude et de ne pas euthanasier des animaux pour rien.
Raffinement
Les expérimentateurs formés porteront une attention particulière au raffinement des procédures afin de limiter la douleur, la soulager si elle ne peut être évitée par l’utilisation d’antalgiques les plus adaptés à chaque procédure, optimiser les procédures, soulager le stress des animaux et leur fournir les meilleures conditions de vie tout au long du projet. Pour leur bien-être, les animaux vivent en groupe sociaux le plus longtemps possible. Ils auront à leur disposition des éléments d’enrichissement de leur milieu. L’ensemble des animaux est surveillé quotidiennement avec une surveillance renforcée après les différentes expérimentations. Des points limites suffisamment précoces seront définis pour éviter des souffrances aux animaux avec la mise en place de mesures pour les soulager comme une réhydratation, le réchauffement, des traitements vétérinaires si nécessaire.
Choix des espèces
Nous utiliserons des souris car ce sont des animaux de petite taille et peuvent donc être facilement hébergés à l’animalerie dans de bonnes conditions d’élevage. Les expériences de comportement et d’électrophysiologie sont facilement mises en œuvre d’un point de vue technique sur les souris. La souche de souris utilisée (C57/Bl6J) constitue un modèle d’étude particulièrement intéressant et informatif dans le cadre de la défaite sociale notamment car c’est la souche communément utilisée pour les protocoles de défaite sociale, et de ce fait les résultats de ce projet seront donc plus faciles à intégrer dans la littérature déjà existante. Nous choisissons de travailler chez la souris plutôt que chez le rat car de nombreuses souris transgéniques sont disponibles ce qui n’est pas le cas chez le rat, ce qui peut s’avérer nécessaire pour la poursuite à long terme de notre projet. Les souris C57Bl6/j arriveront dans notre animalerie à l’âge de 3 semaines, juste après le sevrage. Les régimes alimentaires démarreront après 3-7 jours d'acclimatation et se poursuivront pendant 8 semaines jusqu'aux expériences de comportement. Les souris CD1 seront d’anciens mâles reproducteurs et arriveront donc à l’âge adulte. Les souris issues de la reproduction intramuros seront sevrées à l'âge de P21. Tous les animaux seront utilisés à l'âge adulte. Les expériences de comportement démarreront sur des animaux âgés de 12 semaines afin de voir les effets à long terme des différentes expériences.
Apprentissage des valeurs relatives dans la prise de décision : processus comportementaux et fondements neuronaux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
572 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue pour analyses post-mortem, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Tous subissent une chirurgie d'injection intracérébrale, 180 reçoivent une canule fixée au crâne reliée à une source lumineuse, et 540 sont soumis à une restriction alimentaire jusqu'à douze semaines pour les maintenir à 90 à 95 % de leur poids, afin d'étudier comment le cerveau calcule la valeur d'une décision. Le porteur indique que la chirurgie présente des risques d'infection, d'hypothermie et de douleur. Il affirme que ces fonctions cognitives ne peuvent s'étudier que sur des "organismes entiers" et retient le rat pour ses capacités jugées "plus évoluées que la souris".
Objectifs
Chaque jour, nous prenons des décisions pour maximiser la récompense. Pour y parvenir, nous et les autres animaux devons déterminer la valeur des différentes options. Les preuves suggèrent que cette évaluation n'est pas nécessairement guidée par la valeur absolue ou attendue d'une option, mais au contraire, les valeurs de décision sont souvent relatives et dépendent du contexte dans lequel elles sont présentées. L'objectif de ce projet est de mieux comprendre comment la valeur est calculée dans le cerveau des mammifères pour guider la prise de décision en s'appuyant sur l'existence de processus cognitifs de base similaires chez les rongeurs et les humains.
Bénéfices attendus
Ce projet fournira une compréhension importante de la façon dont la valeur est calculée dans le cerveau pour guider la prise de décision. Un certain nombre de troubles neuropsychiatriques sont caractérisés par des déficits cognitifs, y compris de faibles capacités de prise de décision. Cette recherche nous permet d'examiner comment le cerveau prend des décisions et comment la communication entre les régions corticales oriente nos décisions. Par conséquent, ce projet améliorera non seulement notre compréhension fondamentale des processus cognitifs complexes, mais il pourrait également nous aider à mieux comprendre les troubles neuropsychiatriques impliquant des déficits dans la prise de décision.
Procédures
Dans ce projet, tous les rats subiront une intervention chirurgicale pour une injection intracérébrale et 180 rats seront également implantés avec une petite canule fixée au crâne. Pour ces 180 rats, une source lumineuse sera connectée à la canule pendant la tâche comportementale. Tous les rats seront mis à mort pour des analyses post-mortem. La majorité des rats (540/572) recevront également un entraînement comportemental, qui nécessite une restriction alimentaire pour une durée maximale de 12 semaines.
Impact sur les animaux
Tous les rats subiront une intervention chirurgicale qui présente des risques potentiels d'infection, d'hypothermie, et de douleur. Les tâches cognitives nécessitent une restriction alimentaire légère pendant 12 semaines. Chaque jour, les rats sont pesés et reçoivent une quantité de nourriture allouée pour les maintenir à 90-95% de leur poids normal (~ 12-15 grammes de nourriture par jour).
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem.
Remplacement
Elucider les bases neuronales de fonctions cognitives complexes ne peuvent, par définition, s’étudier que chez les organismes entiers. L'utilisation d'animaux dans ce projet est nécessaire car nous ne pouvons pas mener ces expériences sur des sujets humains. De plus, les espèces d'invertébrés n'ont pas la capacité pour les comportements décisionnels étudiés dans ce projet et, à l'heure actuelle, ces comportements n'ont été démontrés que chez les mammifères et les corvidés. De même, l’approche in silico faisant appel à la modélisation informatique est utile, mais complémentaire des approches invasives in vivo permettant de vérifier la véracité des modèles prédictifs. Dans ce contexte il demeure nécessaire d’avoir recours à l’expérimentation animale.
Réduction
Nous avons calculé le nombre de rats minimal par groupe (15 rats/groupe) pour obtenir des résultats significatifs et exploitable. Donc le nombre total d'animaux requis pour ce projet est de 512 rats sur 5 ans. Le recours à des méthodes réversibles permet de limiter fortement le nombre d’animaux nécessaire.
Raffinement
Les rats sont hébergés dans des cages collectives avec un milieu enrichi (un tunnel, matériel de nidation, et un bâton à ronger), dans des conditions optimales de température, humidité et lumière (vérifié chaque jour). Pour les procédures chirurgicales, des protocoles appropriés d’analgésie et d’anesthésie seront appliqués. Le suivi post-opératoire sera effectué quotidiennement pour s’assurer de la récupération complète des rats. Des points limites associés à des actions sont identifiés (ex. critères de perte de poids, comportement anormal) pour le cas où les mesures de prises en charge de la douleur et de l’inconfort pouvant résulter de l’étape chirurgicale ne seraient pas suffisantes.
Choix des espèces
D’une façon générale, les rongeurs sont un bon modèle d’étude du système nerveux. Les principes fonctionnels à l’œuvre dans ces circuits sont en effet largement conservés à travers les espèces de mammifères. De plus de nombreuses épreuves comportementales spécifiques permettent de modéliser chez le rongeur des aptitudes cognitives complexes. Les rats ont été sélectionnés pour ce projet car ils sont grégaires, intelligents et présentent de nombreuses capacités comportementales similaires aux sujets humains. Les analyses anatomiques et fonctionnelles détaillées utilisées dans ces expériences s'appuient sur une richesse de connaissances sur la structure anatomique et la neurochimie du rat. Par ailleurs, le rat est généralement considéré comme ayant des capacités cognitives plus évoluées que la souris et la taille supérieure du rat nous permet de réaliser des interventions plus spécifiques au niveau central. Nous utilisons pour ce projet de jeunes adultes âgés de deux mois environ au début des expériences. Le projet consiste à identifier les principes de fonctionnement des circuits neuronaux sous-tendant la prise de décision. Les animaux utilisés seront donc tous adultes âgés de deux mois environ au début des expériences.
Etude des conséquences neurologiques de l’infection par le virus SARS-COV-2 et validation de l’efficacité de molécules prophylactiques et thérapeutiques
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Hamsters dorés : 2164
2 524 animaux non-humains, 2 164 hamsters dorés et 360 souris, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Ils sont infectés par le SARS-CoV-2 par voie intranasale sous anesthésie, suivis cliniquement puis soumis à des tests de comportement dont le détail n'est pas précisé, pour étudier l'atteinte du système nerveux par le virus et tester des molécules. Le porteur indique une perte de poids et une perte possible du goût et de l'odorat dans les cinq jours suivant l'infection, les animaux atteignant les points limites étant mis à mort. Il affirme que l'infection du cerveau ne peut être démontrée in vitro et présente ces expériences comme une "étape incontournable".
Objectifs
Il s’agit d’étudier la capacité du SARS-CoV-2 à infecter le système nerveux et d’analyser l’efficacité de nouvelles approches préventives ou curatives pour lutter contre l’infection et ses conséquences.
Bénéfices attendus
Afin d’étudier la colonisation du système nerveux central par le SARS-CoV-2, le laboratoire utilisera des modèles rongeurs reconnus dans le domaine de la physiopathologie de l’infection (hamster doré syrien adulte et souris génétiquement modifiées). L’état de santé de ces animaux, et notamment tout ce qui signe une atteinte du système nerveux, sera suivis. Enfin l’activité potentielle de molécules limitant l’entrée du virus et sa propagation dans l’organisme seront analysés. Ce projet devrait permettre à terme de mieux comprendre les mécanismes d’atteintes du virus sur le système nerveux et de développer et valider des approches préventives ou curatives dans les modèles animaux.
Procédures
Intervention 1 : Inoculation intranasale sur animaux anesthésies. 360 souris et 2164 hamsters. Durée de l’intervention : moins d’une heure/animal Intervention 2 : Suivi clinique sur des animaux vigiles (pesée et observation de l’état de santé). 360 souris et 2164 hamsters. Durée de l’intervention : environ 5 minutes/animal, répétition quotidienne selon la durée de l’expérimentation (4 jours pour la phase aiguë, 14 à 30 jours pour la phase chronique) Intervention 3 : Tests de comportement sur des animaux vigiles. 150 souris et 934 hamsters. Durée de l’intervention : moins de 20 minutes/test, maximum 3 tests/animal (1 test/jour pendant 3 jours).
Impact sur les animaux
L’ensemble des procédures sera réalisé de manière à limiter la douleur, la souffrance des animaux (anesthésie,...) et l’angoisse (plusieurs souris ou hamster par cage, mise en place d’enrichissement sous la forme d’igloo, de coton,...). Enfin, des points limites sont clairement définis et permettent d’éliminer toute souffrance inutile. Si des animaux deviennent malades et atteignent les points critiques, ils seront mis à mort. Les animaux infectés présentent une perte de poids dans les 5 jours post-infection, avec ensuite une reprise de poids. Les animaux peuvent être présenter une perte du goût et de l’odorat également dans les premiers 5 jours post-infection. Pas de problèmes liés à la locomotion ni à la douleur sont prévus.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l’expérimentation. Après leur infection dans un niveau de confinement de niveau 3, ces animaux ne peuvent être réutilisés, replacés ou adoptés.
Remplacement
Ces expériences viennent compléter des expérimentations effectuées sur culture de neurones humains et ne sont utilisées que lorsqu’elles représentent une étape incontournable pour l'avancement de la connaissance scientifique et non actuellement remplaçable par des tests in vitro. En effet, l’infection de neurones in vitro ne nous permet pas de prouver si le cerveau est infecté lors d’une infection intranasale ni d’évaluer les conséquences encéphaliques lors de l’infection par le SARS-CoV-2. Il est aussi important de pouvoir tester et valider in vivo les résultats obtenus in vitro concernant le rôle du récepteur nicotinique de l'acétylcholine (nAChR) dans l’infection.
Réduction
L'analyse des résultats utilise des tests statistiques permettant de comparer dans les règles de l'art les données qualitatives ou quantitatives obtenues et limitant le nombre d'animaux au strict nécessaire d’après notre expérience. 2164 hamsters et 360 souris seront utilisés.
Raffinement
L’ensemble des procédures sera réalisé de manière à limiter la douleur, la souffrance des animaux (anesthésie,...) et l’angoisse (plusieurs souris ou hamster par cage, mise en place d’enrichissement sous la forme d’igloo, de coton,...). Enfin, des points limites sont clairement définis et permettent d’éliminer toute souffrance inutile. Si des animaux deviennent malades et atteignent les points critiques, ils seront mis à mort.
Choix des espèces
Le hamster doré syrien (Mesocricetus auratus) semble être le meilleur modèle animal pour l’étude d’une infection par le SARS-COV-2 en raison de la capacité de son récepteur ACE2 à se lier au domaine de liaison au récepteur de la protéine spike du SARS-COV-2 avec une affinité de liaison élevée. De plus, ce modèle animal présente une longue période d’infection avec un faible taux de mortalité. Des souris génétiquement modifiées exprimant le récepteur ACE2 humain seront également utilisées dans ce projet comme substitut d’une infection humaine. Les modifications génétiques de ces souris n’induisent pas de modifications dommageables du phénotype de ces souris, mais les rendent sensibles à l’infection par SARS-CoV-2. Ce projet utilise des souris et hamsters adultes. Nous utiliserons des animaux adultes car ces animaux présentent des signes d’infection plus proche de ce qui est observé chez l’homme (ce sont aussi les classes d’âge les plus élevés qui sont les plus touchés chez l’homme.